Бурение скважины желонкой обзор технологии работ

Ручное бурение скважины под воду

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:

1. Ближе всего к поверхности залегают воды, попадающие в грунт благодаря осадкам – так называемая верховодка. В некоторых местах она начинается с глубины 0,4—0,8 м и продолжается вплоть до 20 м. Как правило, это грязная и плохо отфильтрованная вода, содержащая вредные примеси.
2. На глубинах до 30 м располагаются более чистые грунтовые воды, чей запас тоже подпитывается осадками. Большинство домашних колодцев вырывается именно до этого горизонта (его верхняя граница может находиться на расстоянии 5—8 м от поверхности). Перед употреблением в пищу эта вода подлежит обязательному фильтрованию.
3. Подземные водяные скопления, находящиеся в песчаной прослойке, прошли хорошую природную фильтрацию и годятся для питьевого водоснабжения. Если вы хотите сделать скважину своими руками, то потребуется достичь этого горизонта.
4. Наиболее чистая вода располагается в пустотах известняка на глубине 80—100 м, что недостижимо с помощью кустарных способов бурения. Поскольку артезианская вода находится под давлением, после пробивки скважины поток самостоятельно поднимается до уровня земли, а то и выплескивается наружу.

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:

• узнайте все о соседских колодцах и скважинах: их глубину, качество воды и местонахождение;
• максимально отступите от очагов загрязнения – септиков, уличных туалетов и скотного двора;
• заметьте: скважины не бурят на возвышенности, для этого лучше выбрать низину.

В любом случае вам необходимо запастись терпением. Вполне вероятно, что с первого раза добыть питьевую воду не удастся и понадобится делать несколько попыток.

Бурение скважины вручную только для неподготовленного человека покажется процессом крайне сложным, требующим больших физических затрат. При определенных знаниях и подготовке изготовить бур для скважины своими руками реально и посильно. В зависимости от условий залегания грунтовых вод можно воспользоваться несколькими способами самостоятельного бурения скважин.

Для проведения работ по бурению обычно приглашают специалистов, но при желании их можно выполнить самостоятельно

Ударный способ

Данным способом устанавливается самая простая скважина-игла – абиссинский колодец. Этим методом активно пользуются домашние умельцы, пробивая скважину на воду на даче. Конструкция «буровой установки» представляет собой ствол, состоящий из отрезков трубы, и наконечник, который разрезает пласты грунта.

Молотом служит увесистая баба, которая поднимается и опускается с помощью веревок: при натяжении своеобразный молот поднимается на верх конструкции, при ослаблении падает на подбабок – устройство из хомутов, расположенных симметрично. После вхождения ствола в грунт он наращивается новым отрезком, подбабок прикрепляется уже к новой части, и забивание продолжается до тех пор, пока наконечник не войдет в водоносный слой на 2/3 пласта.

Ствол-труба служит отверстием для выхода воды на поверхность.

Достоинство данной скважины заключается в том, что пробурить ее можно в подвале или другом подходящем помещении. Это создает удобство при пользовании. Привлекает и цена, пробить скважину для воды таким способом стоит недорого.

Ударный способ бурения можно применять на любых типах почвы

Наиболее часто используемый способ. Данный метод предполагает разбивание грунта посредством опускания с двухметровой высоты тяжелого бурового инструмента. Конструкция, используемая при таком виде бурения, состоит из элементов:

• треноги, которую размещают над местом бурения;
• блока с лебедкой и тросом;
• забивного стакана, штанги;
• желонки (для прохождения по сыпучим слоям грунта).

Стакан представляет собой отрезок стальной трубы, скошенный вовнутрь, имеющий прочную нижнюю режущую кромку. Сверху забивного стакана идет наковальня. По ней производит удары штанга. Опускание и подъем забивного стакана осуществляют с помощью лебедки. Порода, которая попадает в стакан, удерживается в нем за счет силы трения.

Бурение скважины на сыпучих грунтах производится с использованием желонки. Последняя представляет собой стальную трубу, на нижнем конце которой установлен задерживающий капан. После попадания желонки в почву клапан открывается, вследствие чего грунт попадает внутрь трубы. При подъеме конструкции происходит закрывание клапана. После извлечения на поверхность желонка очищается, действия повторяются снова.

Канатно-ударное оборудование для бурения скважин

Эффективно применяется при самостоятельном бурении и описанный выше шнековый способ. Как пробурить скважину своими руками с помощью шнека, объяснять дополнительно не имеет смысла – основной принцип сохраняется.

Преимущества ручного бурения:

• экономичный способ в финансовом отношении;
• ремонт и профилактику ручного бура производить несложно;
• оборудование негромоздкое, поэтому нет необходимости задействовать тяжелую технику;
• способ применим в труднодоступных местах;
• эффективен, не требует большого количества времени.

Основными недостатками ручного бурения можно считать опускание на небольшую глубину (до 10 м), где в основном проходят пласты, вода которых требует очистки, и невозможность дробить твердые породы.

Ударно-канатная схема с желонкой и пробойным долотом

Просмотренное на видео бурение скважины на воду ручным способом поможет избежать типичных ошибок при выборе места и способа бурения

При обустройстве скважины на воду своими руками большое значение имеет правильный подбор инструментов. Он определяет скорость и качество работы.

Штанги для бурения скважин служат для исправной работы всего аппарата

Буровой инструмент должен быть изготовлен из прочного и износоустойчивого материала, лучше всего стали. Его можно купить в магазине, а можно изготовить самостоятельно и быть уверенным в его качестве. Основные инструменты, используемые при самостоятельном бурении скважины:

• ложка. Состоит из стального пустотелого цилиндра, у которого в верхней части расположена головка с резьбой для соединения со штангами, а в нижней – режущая кромка. Корпус имеет продольный прорез с подогнутым внутрь одним краем, а второй заточен и может работать при вращении как лезвие. Буровую ложку можно изготовить в мастерской, где есть токарный станок и кузница. Эти приспособления имеют диаметр 70,140 и 198 мм. Данная величина ложки должна на 10 мм превышать диаметр опускаемых после бурения труб;
• зубильное долото. Ствол скважины округляется путем поворачивания долота на угол 15–20 градусов после каждого удара. Инструмент изготавливается путем ковки из одного куска вязкой стали. Угол его заострения – 90 градусов. Зубильные долота имеют диаметр 74, 108, 147 мм. Приспособления небольших размеров можно изготовить в мастерских, где имеется хотя бы небольшая кузница, а также токарные и строгальные станки;

Бурильное долото – важнейший компонент эффективного бурения скважин

• желонка. Ее корпус состоит из железной или стальной трубы, к верхней части которой присоединена вилка с конусной резьбой для подвешивания к канату или прикрепления к рабочим штангам. В нижней части труба снабжена стальным режущим башмаком с клапаном. Корпус желонки можно изготовить из обсадной или газовой трубы длиной 1–2 м;
• шнек. Он имеет плоские спирали с учащенным шагом. На конце инструмента есть забурник, который разрушает породу, а плоские спирали выносят ее на поверхность. Эффективность шнека можно увеличить, если использовать для вращения небольшой двигатель, например, от пилы, мотоплуга и т. д.;
• стакан. Представляет собой обычную трубу с заостренными нижними торцами. Работа с ним заключается в подъеме и сбрасывании его с высоты 2–3 м на забой. Острые торцы режут породу и отрывают ее от забоя;
• штанга. Применяется для ударного и вращательного бурения. На ней опускают на забой инструмент, при ее вращении ведется бурение, с ее помощью извлекается на поверхность разрушенная порода. Штанги испытывают нагрузки на сжатие, растяжение, изгиб и скручивание. В качестве данного инструмента можно использовать прутки из стали квадратного или круглого профиля, а также водопроводные трубы с усиленной стенкой.

Гибкие шнеки отличаются простотой конструкции, надежностью и технологичностью обслуживания

Стоимость скважины на воду под ключ, цена за метр бурения – это комплексная величина, на которую влияет ряд обстоятельств. В первую очередь она зависит от местонахождения объекта и специфики местности. Геологические разрезы на территории одной области неоднородны, распределение водоносных горизонтов различается. Как результат – бурение скважин на воду в каждом районе стоит по-разному. Кроме того, имеют значение состав почвы и ландшафт.

Технология бурения скважин на воду: роторный, ударно-канатный метод

Колонковое бурение – метод, позволяющий с наибольшей точностью определять глубину расположения кровли и подошвы грунтовых слоев, а также глубинную отметку зеркала грунтовых вод.

Водоснабжение в промышленной и частной сфере. Бурение скважин для частного водоснабжения, организация водозабора целых поселков или городских кварталов эффективно выполняется колонковым бурением благодаря тому, что бур легко проникает на большие глубины. Колонковый снаряд способен поднять практически любую разрушенную породу кроме водонасыщенных и рыхлых несвязных грунтов (песков, гравия, гальки);

Геологоразведка в горнодобывающей промышленности. При проходе горной породы происходит точечное воздействие на грунт по радиусу вращения. Другими словами, снарядом, конструктивно напоминающим трубу, выбуривается цельный массив горных пород без нарушения их структуры и состояния.

Строительство. Проведение инженерно-геологических исследований для изучения физико-механических свойств грунтов, состояния пород. Колонковая технология предоставляет возможность с высокой точностью выявить УГВ и отобрать пробы воды для изучения их агрессивности по отношению к бетону.

В ходе колонкового бурения извлекается керн – столбик грунта или смежных грунтовых слоев. Керн характеризуется цельной естественной структурой, что обеспечивает проведение всестороннего анализа изучаемой породы. Бурение колонковой трубой позволяет с наивысшей точностью определить глубину залегания породы с целью изучения.

Колонковое бурение скважин обеспечивает целостность извлекаемого керна, что способствует качественному изучению породы. Одновременно с тем производится наиболее качественная чистка забоя от разрушенной породы

Использование колонкового бура в строительстве существенно облегчает и ускоряет процессы. В подготовленное колонковым буром отверстие легко забивается свая либо монтируется готовая железобетонная конструкция. Колонковое бурение позволяет создавать цилиндрические отверстия в кирпичных и бетонных конструкциях.

До начала проведения работ нужно изучить кадастровый план и произвести подготовку рабочей поверхности. Необходимо обеспечить беспрепятственный подъезд к месту проведения бурения как самой бурильной установки, так и машины с промывочной жидкостью.

Следующим шагом будет рытье ямы объемом не меньше 2 куб.м – это позволит избежать необходимости использования дополнительного резервуар. Яма предназначена для слива грунтовых вод и отработанной промывочной жидкости. Для установки основной части ствола необходимо произвести пробивку грунта.

Далее выполняется соединение выбранной коронки с буровой колонковой трубой и подбора обсадных труб, которые по мере углубления будет наращиваться. Установку следует надежно закрепить, после чего производится запуск бурового станка.

Колонковая технология с промывкой забоя водой позволяет наиболее простым и оперативным способом освободить ствол выработки от разрушенной породы

По мере углубления и заполнения колонкового бура выполняется периодический его подъем на дневную поверхность и прочистка от грунта, захваченного инструментом в ходе бурения. После чего освобожденный от керна бур снова можно погружать в отверстие скважины для продолжения бурения.

Для подъема наверх колонну бурильных труб, состоящую из колонкового снаряда и штанг, разбирают. То есть последовательно отделяют штангу за штангой, пока не достанут из ствола колонковую трубу.

Оптимальным вариантом для разработки скважины частникам считается колонковое бурение, сопровождающееся промывкой. Никаких образцов отбирать в этом случае не нужно. Главное, быстро сформировать ствол и очистить его от шлама.Одновременно с тем выполняется подготовка выработки к предстоящей эксплуатации.

Для промывки можно использовать любую воду, вполне подойдет из соседнего пруда или речки. Бурение может производиться и всухую, если разрабатывается скважина на песок. Обычно в этом случае достаточно пары ведер воды в качестве бурового раствора лишь для охлаждения снаряда на забое.

По колонковой технологии производится бурение отверстий в бетонных и железобетонных конструкциях, фундаментах и кирпичных стенах

При работе в рыхлых маловлажных песках для укрепления стенок отверстия в рабочий раствор рекомендовано добавлять жидкое стекло либо глинистую массу. В любом случае при прохождении бура сквозь горизонт с неустойчивой структурой оправданным будет укрепление стенок скважины обсадными трубами.

Благодаря точечному действию коронки по своему радиусу обеспечивается аккуратное вырезание и вынесение на поверхность цельного керна. Технология применима для бурения пород до XII категории, можно работать как перпендикулярно, так и под углом.

Одним из важнейших показателей колонкового метода считается высокая производительность и скорость бурения.

Объем бурения в случае применения промывочной жидкости или технической воды составляет 85%;

Введение в рабочий раствор активных эмульсий дает возможность удержания стенок скважины в своем первоначальном состоянии;

Благодаря снижению осевых нагрузок вследствие того, что порода разрушается не в сплошную, достигается снижение энергетических затрат.

Метод позволяет работать с любыми породами, в том числе базальтовыми и гранитными.

При использовании сборного мобильного станка возможно проведение работ в труднодоступных местах.

При работе в трещиноватых породах зачастую возникает заклинивание керна, что ведет к необходимости извлечения трубы для его выбивания.

При прохождении твердых пород из-за перегрева и прихватывания коронка быстро затупляется. Чтобы этого избежать, необходимо применять охлаждающую жидкость и снижать скорость подачи. Вследствие этого снижается скорость бурения.

Маленькое сечение (до 200 мм) бурения не позволяет использовать мощные погружные насосы.

При разработке скважин на воду в случае применения глинистого раствора при вскрытии пласта велика вероятность заиливания водоносного слоя.

Ударно-канатное бурение чаще используется профессионалами

Если есть желание осуществить строительство скважины своими руками, стоит отдать предпочтение методу ударно-канатного бурения. Этот способ уникальный, так как его можно использовать для различного типа грунта и для монтажа не потребуется привлекать спецтехнику, что существенно сокращает затраты.

Достоинства метода — его простота и доступность, а потому многие выполняют работы самостоятельно без посторонней помощи и больших затрат.

Ударно-канатное бурение предусматривает использование достаточно дорогого оборудования

Этот способ бурения скважин заключается в:

• Постепенном разрушении породы;
• Дроблении почвы;
• Применении долота для бурения;
• Использовании специальной желонки для того, чтобы прочистить забой.

Технология позволяет выполнить работы по сооружению водозаборной установки с минимальным бюджетом и высокой эффективностью. Помимо этого, скважины, сделанные таким способом, могут прослужить порядка 80 лет, что является немалым сроком.

Буровая технология такого плана — это уникальная возможность сделать максимально качественное вскрытие водоносного горизонта для дальнейшего благоустройства.

Есть и еще немало преимуществ такой процедуры:

1. Не нужно проводить снабжение буровой установки промывочным раствором и водой.
2. Допустимо проведение бурения, даже если работы проводятся на породе, которая может впитывать промывочные жидкости.
3. Освоение скважины можно проводить сразу же после того, как выполнены бурильные работы.
4. Есть возможность избежать засора пространства водоносного горизонта.
5. Бурение такого плана допустимо проводить даже при условии значительного начального диаметра скважины в 50 см.
6. Можно осуществить забор раздельной пробы почвы при проведении работ.
7. Бурение вполне возможно выполнить своими руками.

Перед выполнением ударно-канатного бурения следует изучить рекомендации специалистов

Но есть и недостатки: минимальная скорость выполнения работы, отсутствие возможности проводить бурение песчаного грунта, нет возможности забурить скважину на большую глубину, допустимо формирование только вертикального заглубления.

Для ее изготовления используется высокопрочная сталь со скосом по центральной оси изделия. Именно такой трубой проводится глубокое проникновение снаряда в породу при ударе. Верхняя часть бурильного снаряда обладает наковальней, которая является местом удара штанги.

Установка скважины, как уже было отмечено, может выполняться своими руками, однако потребуется использовать специальные установки, чтобы технология была выполнена максимально грамотно.

Все материалы для ударно-канатного бурения продаются в специализированном магазине

Необходимые инструменты для работы:

1. Бурильный станок может быть в виде желонки, забивного стакана и долота. То, какой именно снаряд выбрать, напрямую зависит от типа грунта.
2. Ударная штанга.
3. Канат или прочный трос, за счет которых осуществляется подвешивание бурильного снаряда.
4. Лебедка для крепления каната на большую высоту.

Для строительства используется труба или деревянная балка. Вышка делается на такую высоту, чтобы она по длине превосходила снаряд для забуривания. За счет этого можно поднять его над землей на нужный уровень.

https://www.youtube.com/watch?v=LsyyVxKLfNY

На верхушке вышки проводится установка блока, а сквозь него продевают тросы и канаты. В качестве приспособления для поднятия снаряда, которое можно сделать просто своими руками, используется самый обычный ворот, например, колодезный.

Для установки скважины на воду именно таким способом в несыпучем мягком грунте нужно отдать предпочтение забивному стакану. Особенность породы в том, что она отлично прилипает и крепится в стенке снаряда. Если рассматривать песчаный грунт, то сыпучие частицы песка не смогут задерживаться в стакане и попросту будут высыпаться назад. Для такой почвы применяется другой снаряд.

Для ударно-канатного бурения посредством стакана нужно провести ряд действий:

1. Поднять снаряд над забоем при помощи лебедки и резко опустить его вниз, чтобы создалось максимальное давление.
2. При ударе кромки стакана об породу происходит захватывание грунта.
3. Чтобы далее провести углубление снаряда в полость породы, нужно использовать ударную штангу. Она ударяет по поверхности наковальни, расположенной на стакане, и тем самым углубляет снаряд в почву.
4. После того как сделаны несколько ударов, снаряд полностью заполнен породой. Для очищения его нужно поднять наверх. Не стоит беспокоиться, что грунт будет высыпаться, так как он несыпучий и отлично трамбуется.
5. После того как стакан очищен от грунта, он возвращается на место, и продолжается проведение бурильных работ.

Бурим скважину приспособлением из ледобура

Существует метод бурения, который потребует минимальных финансовых вложений. Это бурение скважин вручную при помощи ледобура. Инструмент используется в качестве бура, а для его наращивания применяются самодельные штанги.

Нож ледоруба будет служить шнеком, а в качестве штанг для наращивания можно брать стальные трубы диаметром до 25 мм. Чтобы процесс шел быстрее к заводным кромкам импровизированного шнека привариваются усиленные резцы

Кроме всего прочего для работы потребуются обсадные трубы, чтобы формировать ствол скважины, лопата и приспособление для вывоза с участка шлама.

Бурение шнеком, сделанным из ледобура, включает в себя следующие операции:

• Подготовка. Копаем направляющее углубление: яму в два штыка глубиной.
• Опускаем в получившееся углубление бур и начинаем его ввинчивать в грунт, используя правило закручивания винтов.  Следует помнить, что после каждых трех или четырех оборотов инструмент извлекается на поверхность и очищается.
• После того, как пройден первый метр в глубину, начинаем формирование ствола.Для этого в скважину опускается обсадная труба, ее диаметр должен быть несколько больше диаметра бура. Лучше всего выбирать легкие детали из пластмассы, оборудованные резьбой для соединения.
• Когда буровой инструмент начинает опускаться в забой на всю свою высоту, прикрепляем к нему удлиняющую штангу. Сделать это можно двумя способами: прикрутить деталь, если присутствует резьба, или надставить при помощи стального пальца-стержня при ее отсутствии.
• В ходе работ продолжаем формирование обсадной колонны. Как только на поверхности остается порядка 10-15 см трубы, крепим к ней следующую. Соединение должно быть прочным. Обычно оно выполняется при помощи резьбы или пайки.
• Периодически проверяем вертикальность ствола. Если бур начинает биться о стенки обсадной колонны, выравниваем сооружение при помощи клиньев из дерева. Они забиваются между грунтом и обсадной трубой.
• После того, как в скважине появилась вода и было принято решение о прекращении работ, устанавливаем фильтр и аккуратно засыпаем зазор между грунтом и обсадной трубой гравием.

Обсадная колонна может быть смонтирована и после завершения работ по бурению. В этом случае пластиковые трубы вводят в скважину и последовательно соединяют после того, как предыдущая деталь будет опущена вниз. Это не самый рациональный способ, поскольку придется еще раз чистить забой от шлама.

Пластмассовые трубы очень легкие, достаточно прочные и недорогие, поэтому их чаще всего выбирают для обустройства обсадной колонны скважины

Опыт показывает, что бурение скважины своими руками вполне возможно, хоть и достаточно трудозатратно. К делу следует отнестись со всей ответственностью: грамотно подобрать способ бурения, выбрать необходимые материалы, изучить инструкции и после этого приступить к работе. Результатом потраченных усилий станет чистая вода из собственной скважины на участке.

Преимущества роторной технологии

В чем же преимущества именно роторного бурения перед возможными альтернативами? Их несколько.

Во-первых, используя роторное долото, можно создавать скважины большого диаметра, которые в полном объеме смогут удовлетворить потребности в воде сразу нескольких домохозяйств.

Не секрет, что бурение – процесс недешевый: для него требуется специализированное оборудование, а контролировать и управлять процессом должны опытные бурильщики. В конце концов, деятельность, связанная с бурением скважин, является лицензируемой. Отсюда и его высокая цена.

Объединение сразу нескольких домохозяйств для финансирования одной общей скважины для смежных участков – экономически выгодное предприятие. Но для этого требуется наличие значительного дебета. В большинстве случаев водоносные горизонты четвертичных отложений (песков) не могут их обеспечить.

Естественно, для коллективной эксплуатации водозаборную выработку лучше поставить на известняк. Извлекаемые из него подземные воды характеризуются бóльшей водообильностью и чистотой. На дебит скважин на известняк не оказывает малейшего влияния объем выпавших осадков. Чего нельзя сказать о скважинах на песок.

Во-вторых, убеждают относительно небольшие энергетические затраты. Рабочим элементом при роторном бурении является долото. Но в отличии от шнекового и колонкового бурения, буровой инструмент не взаимодействует со стенками пробуренной скважины

То есть, напрямую с грунтом контактирует только долото, высота которого ничтожно мала по отношению к высоте всей буровой колонны. Как следствие, данный метод формирования скважин является самым быстрым – до 1000 погонных метров в месяц!

В-третьих, коллективных заказчиков привлекает глубина бурения. Только роторным способом можно пробурить скважину, заглубленную в коренные метаморфические и магматические породы, из трещин которых можно качать воду, состав которой более всего подходит для питьевых целей.

Чаще всего из водозаборных выработок глубиной менее 30 м добывают лишь техническую воду. На ее состав влияют расположенные рядом водоемы, захламленные мусором речки, атмосферные осадки, да и просто пролитые на землю технические жидкости. Шнек и колонковая труба поможет получить только такой водозабор.

К тому же, роторное бурение позволяет пройти выработку на полную глубину без перехода на другой способ бурения. При разработке скважины шнеком, к примеру, в случае необходимости пробурить валун переходят прибегают к ударно канатной методике.

Для этого из ствола извлекают шнековый снаряд и бросают долото на забой, пока не разобьют валун. Затем забой расчищают желонкой. Ею же пользуются, если нужно поднять на поверхность водонасыщенный песок, который в колонковой трубе банально не удерживается.

Практика показывает, что скважины, пробуренные роторным способом, имеют более длительный срок эксплуатации. Технологически это объясняется тем, что после установки обсадной колонны, формирующей стенки скважины, затрубное пространство дополнительно укрепляют.

Вначале на поверхности над скважиной устанавливается вертикальная консоль для дальнейшего крепления вертикальных звеньев рабочей колонны. Первое звено этого бурового вала оснащено рабочим элементом – долотом, которое может иметь различный формат, в зависимости от категории породы по буримости.

При заглублении первого звена, свечи, на него насаживается следующее, называемое штангой, и так далее. Длина каждого такого блока из труб может варьироваться от 20 до 50 м. Для упрощения формирования рабочей колонны каждая штанга оснащается конической резьбой с замком.

В итоге формируется буровой снаряд, который состоит из:

• рабочего долота;
• ведущей штанги;
• колонны рядовых штанг, соединенных между собой муфтами.

Удержание рабочей колонны осуществляется с помощью вертлюги, вращение которой производится ротором. В зависимости от того, насколько глубоко предполагается бурить, а также каковы физико-механические свойства грунта для формирования ведущего звена применяются стандартные или же утяжеленные штанги.

Ведущая штанга, как правило, является утяжеленной трубой, потому что на нее возлагается важная технологическая миссия. Через нее в забой к долоту поступает промывочный раствор, в задачу которого входит вымывание раздробленной породы. А это, в свою очередь, выдвигает требования к муфтовым соединениям, в задачу которых входит уплотнение соединений между звеньями.

Не стоит забывать, что давление жидкости напрямую зависит от высоты формируемого столба (и не зависит от сечения трубы). При этом если даже в качестве промывочного раствора используется вода, то через каждые 10 метров давление будет возрастать на 1 атмосферу.

Для сравнения стоит привести пример. Рабочее давление в бытовой трубопроводной сети в доме составляет 10 атмосфер, а самые прочные трубы рассчитаны на давление в 20 атмосфер.

Только если бытовые системы стационарны и не двигаются, то на ведущую штангу оказывается давление, равное весу буровой колонны. А она ведь еще должна передавать вращательный импульс и усилие на долото.

К муфтам как конструктивным элементам буровой колонны предъявляют следующие требования, они:

• должны обеспечивать герметичность соединения штанг и выдерживать давление жидкости до 100 атмосфер (для расчистки забоя напорной струей);
• должны быть стойкими к изнашиванию, чтобы не приходить в негодность при трении о стенки скважины;
• должны иметь возможность передавать вращательный момент от верхней части рабочей колонны на нижнюю и, в конце концов, на долото.

Крайне важно, чтобы муфты имели должное качество исполнения. Если хотя бы одна из них не выдержит нагрузку и рабочая колонна будет разорвана, то достать нижнюю ее часть вместе с долотом будет крайне затруднительно. По капитальным затратам порой проще пробурить новую скважину рядом, чем доставать открепившуюся ведущую штангу.

Жидкость, которая подается к забою, это чаще всего обычная вода. Иногда для того чтобы стабилизировать ствол, проходящий через рыхлые несвязные породы (пески, щебенистые, гравийно-галечниковые отложения) в скважину подают раствор с буровыми добавками. Так надо, потому что обсадку не ставят на первых этапах проходки.

Вода поступает в выработку либо под давлением внутри ведущей штанги (и тогда выкачивание происходит через затрубное пространство), либо самотеком вниз через затрубное пространство, а удаление уже происходит через рабочую колонну откачивающим насосом.

Это 2 различные технологии роторного бурения, особенности которых будут рассмотрены ниже.

Однако какой бы способ ни применялся, везде используемая в бурении жидкость нуждается в очистке (для дальнейшего применения).

Для этого используется следующий комплекс оборудования:

• Амбар для хранения бурового раствора. (Если планируется бурить неглубокую скважину – в пределах нескольких десятков можно устроить непосредственно в земле, а в качестве промывочной жидкости используется обыкновенная вода). Амбар играет роль аккумулятора для промывочной жидкости.
• Вибросито. Промывающий раствор, поднимаемый из скважины, несет в себе частицы раздробленной породы, которые нужно удалить. Самый эффективный способ – это механический, с использование вибросита.
• Отстойник. После удаления крупных частиц породы жидкость попадает в отстойник, чтобы избавиться от взвешенных частиц, выпадающих в осадок. При использовании воды в качестве промывающей жидкости отстойник также иногда сооружают непосредственно в земле. Кроме того, для разделения жидких субстанций и отделения осадка используется гидроциклон.
• Буровой насос. Именно он обеспечивает циркуляцию промывочного раствора.
• Система желобов. Они нужны для движения воды от точки формирования выработки к месту ее очистки.

Всего для разработки скважины по роторной технологии нужны следующие механизмы и оборудование:

1. Вышка либо консоль для сборки буровой колонны из штанг и разборки ее по завершению бурения, а также талевая система.
2. Двигатель, обеспечивающий вращение ротора.
3. Оборудование для жидкости. Механизмы и устройства для обеспечения циркуляции промывающей жидкости и ее очистки (насос; вибросито; отстойники и/или гидроциклон; амбар для хранения промывающей жидкости; система труб и желобов).

Для бурения роторным способом неглубоких скважин весь перечисленный комплект оборудования является весьма компактным (к примеру, стрела консоли является складной). Это обеспечивает простоту размещения оборудования для бурения в любом удобном для производства буровых работ и последующей эксплуатации месте.

Среди всех перечисленных методов шнековый по праву считается самым простым. Но стоит учитывать, что он эффективен только при бурении рыхлых и глинистых грунтов.

Перед тем как пробурить скважину вручную, необходимо подготовить инструменты:

• бур или малогабаритную шнековую установку.
• буровую вышку с лебедкой.
• комплект из 3-4 штанг.
• обсадные трубы.

При необходимости обустройства скважины на глубине свыше 8 метров для облегчения погружения бура и последующего его извлечение из ствола скважины оборудование закрепляют на самодельной буровой вышке.

Размер треноги по пропорциям должен соответствовать высоте секции бурильной колонны. Для создания конструкции брусья укладывают в виде треугольника и фиксируют посредством болтового или сварочного соединения.

Оборудование для устройства скважины

Колонковые снаряды. Применяются как для горизонтального бурения, так и для проходки вертикальных выработок. С помощью стандартных колонковых труб возможно проведение бурения под углом до 45 градусов. Тонкостенные колонковые снаряды могут быть использованы исключительно лишь для горизонтального бестраншейного бурения при прокладке коммуникаций.

Коронки. Это разрушающий породу инструмент, которым оснащается колонковая труба для облегчения вырезки керна в горной породе. Для бурения осадочных связных и несвязных грунтов применяются латунные коронки. Для проходки скальных пород, формирования отверстий в бетоне, асфальте, кирпичной стене выпускают твердосплавные коронки с алмазными резцами.

Стальные обсадные трубы. Необходимы для обсаживания выработки – формирования ствола скважины, производимого одновременно с ее заглублением. Их диаметр равен диаметру скважины. Обсадку для водозабора подбирают заранее, ориентируясь на диаметр колонковой трубы и насоса, который планируется эксплуатировать в скважине.

Штанги. Это скручиваемые между собой узкие трубы. Используются для наращивания буровой колонны. Проще говоря, они поочередно привинчиваются к вершине колонковой трубы, чтобы ей можно было передать вращательное движение на глубине, превышающей высоту снаряда. Высота колонковой трубы высота колонны буровых штанг = глубина выработки.

Переводники. Необходимы для обеспечения стыковки резьбовых соединений различающегося диаметра, которые присутствуют на буровых штангах, вращателях, промывочных сальниках и других комплектующих.

Промывочные пробки и сальники. С их помощью обеспечивается подъем на поверхность разрушенного грунта, если нет необходимости в отборе цельного керна. В этом случае на забой подается вода, вымывающая под напором разрушенный грунт на дневную поверхность.

Долота. Их используют с целью углубления отверстия скважины в наиболее трудных для прохождения колонкового бура местах. При применении долота иногда с вращательного бурения переходят на ударно-канатное.

Представленный инструмент является стандартным набором для проведения бурения по колонковой технологии. В отдельных случаях, в зависимости от сложности разработки, могут потребоваться дополнительные инструменты и оборудование.

При углублении выработки к верхушке колонковой трубы прикручивают последовательно колонну из буровых штанг. Для извлечения колонкового снаряда на поверхность колонну штанга за штангой раскручивают

Конструкционная особенность снаряда при колонковом бурении обусловлена максимальным сохранением целостности керна и заключается в кольцеобразном расположении вокруг свободного прохода. Одной из важнейших характеристик считается коэффициент керноотбора. Его определяют как отношение диаметра керна к наружному диаметру инструмента.

Инструмент для колонкового бурения стандартизирован, различается в основном только диаметром. По конструкционным признакам колонковые трубы классифицируют на одинарные и двойные. Одинарные снаряды, предназначеные для работы в обычных геологических условиях, отлично подходят для разработки водозаборных скважин.

Двойной инструмент с не вращающейся внутренней трубой применяют только в геологоразведке. Нужен он для извлечения образцов пород, которые легко разрушаются под воздействием самых разных факторов. Он позволяет отобрать пробу в естественном сложении, с природным процентным содержанием полезных ископаемых и пустой породы.

В отборе проб для инженерно-геологических исследований, в геологоразведке и бурении отверстий для установки опор ЛЭП применяется одинарная колонковая труба

Все колонковые трубы рассчитаны на применение продувки, подачи бурового раствора на забой и промывки скважины. Их верхушка оснащена технологическим отверстием, через которого производится нагнетание воды или струи воздуха.

Любая коронка представлена в виде кольца с находящейся сверху резьбой, необходимой для прикручивания к колонковой трубе, и резцами, расположенными на нижнем торце. Резцы бывают цельнолитыми или приваренными к этой режущей металлической детали.

Твердосплавные – мелкорезцовые, ребристые.

Алмазные – импрегнированные и мелкоалмазные.

Твердосплавные режущие элементы предназначены для бурения “мягких” грунтов. С их помощью производится бурение всех видов глинистых пород любой консистенции, полускальных пород, маловлажных и влажных песков плотного сложения и средней плотности. Для проходки по песчаникам и мергелям берут коронки с вольфрам-кобальтовыми резцами.

Мелкорезцовые коронки предназначены для бурения средней твердости пород малой абразивности. Они оборудуются резцами восьмигранного либо квадратного сечения. При расположении резцов на различной высоте также достигается ступенчатость забоя, преимущества которой были изложены выше.

С помощью ребристых коронок обеспечивается улучшение циркуляции промывочной жидкости за счет расширения диаметра скважины

Ребристые коронки предназначены для бурения твердых пород средней абразивности. Резцы таких коронок состоят из стального цилиндрического либо призматического штабика с твердосплавной вставкой. При этом даже  в случае износа коронки не снижается эффективность ее работы.

Коронки с алмазными резцами предназначены для разбуривания скальных и полускальных пород высокой абразивности.

Для увеличения прочности и повышения абразивных свойств в ее литой массив в процессе производства впрессовываются технические алмазы. В последнее время природные кристаллы нередко меняют на искусственно выращенные

Число ребер определяется конструкцией коронки и ее диаметром – их может быть от трех до шести. Ускорения процесса разрушения породы можно добиться смещением вверх ребер относительно торца коронки. Таким образом, обеспечивается ступенчатый забой и облегчается прохождение промывочной жидкости.

Как колонковые, так и обсадные стальные трубы производятся по ГОСТу 51682-2000. В геологоразведке и в инженерной геологии они используются для предотвращения обрушения грунта на забой, что не позволило бы понять, на какой глубине один геологический слой сменяется другим.

В обустройстве водозаборных выработок обсадные трубы формируют стенки скважины. В собранную из них обсадную колонну погружают еще одну, эксплуатационную, колонну труб. Сейчас ее чаще всего собирают из пластика. Эксплуатационную колонну снабжают фильтром для удерживания песчинок и мелкого гравия при откачке.

Наибольшее распространение получили обсадные трубы с ниппельным соединением. При этом трубы имеют с одной стороны внутреннюю резьбу, а с противоположной – наружную. Ствол выработки из труб с резьбой собирается предельно просто и быстро.

Как колонковые, так и обсадные трубы снабжаются резьбой, с одного торца внешней, с другого внутренней. Это позволяет быстро и просто собрать обсадную колонну. Размеры резьб унифицированы – любая обсадная труба может служить колонковой, достаточно прикрутить к ней коронку и верхушку

Есть обсадные трубы, предназначенные для сварных соединений. В частном секторе их не используют из-за трудоемкого процесса сборки колонны.

Как обсадные, так и колонковые трубы изготавливаются из стали марки 45 с группой прочности «К». Для повышения устойчивости к поверхностному износу концы труб закаливаются. В зависимости от используемого бурового оборудования и диаметра погружного насоса в устройстве частных водозаборных выработок используют трубы диаметром от 100 до 200 мм.

Все материалы и инструменты, которые необходимы, можно смастерить самостоятельно, имея опыт работы с металлом. Организовать весь цикл, от забоя скважины до запуска, могут 2 мастеров.

Перед началом работ необходимо сопоставить все исходные данные: тип грунта, глубину водоносного слоя, его насыщенность. Ударным способом бурения можно углубить скважину до 50 м – до чистого песчаного водозаборного слоя.

Состав, твердость грунта оказывает решающее влияние на окончательный выбор способа обустройства водозабора. Ударный метод подойдет для бурения скважин:

• В песчаных, сыпучих породах с минимальным количеством твердых каменистых включений.

• В мягких, глинистых грунтах.

• Если слои перенасыщены грунтовой влагой.

Без тяжелой техники можно забить скважину на песок своими руками

Сложно проходить каменистые, скальные породы: скорость бурения значительно снижается. В твердых грунтах предпочтительно использовать МБУ и роторное вращательное бурение. Но в осыпающихся, влажных слоях применение ударно-канатного метода является практически единственным недорогим методом обустройства скважин.

Простейшая установка для самостоятельной пробивки скважины

В зависимости от цели обустройства источника и глубины залегания водоносных песков применяют самодельные или промышленные установки для ударного бурения и обустраивают:

• Абиссинские колодцы, или скважины-иглы: глубиной до 15 м, до первого песчаного горизонта. Такой источник нерационально обустраивать, если планируется постройка жилого дома или использование большого количества воды. Дебит сильно зависим от количества осадков, чистота воды сомнительна. Используется для полива, технических нужд на стройке.

• Скважины до 2 – 3 песчаного слоя: источник глубиной до 25 – 40 м. Такой скважины достаточно для непрерывного обеспечения водой одного коттеджа или дачи. При регулярной эксплуатации и уходе может служить до 20 лет.

Ударный (или ударно-канатный) метод – самый трудоемкий в бурении скважин. Приходится извлекать на поверхность грунт из шахты, механическим способом поднимать тяжелый ударный инструмент. Преимущества способа также обусловлены его простотой и доступностью:

• Установка легко собирается на ограниченной площади. Главное – выбрать участок, где нет ограничений по высоте для сборки рамы. Монтаж можно выполнить в одиночку, для транспортировки достаточно легкового прицепа.

• Возможность применения на неровной местности со сложным рельефом, при отсутствии подъезда и места для разворота грузовой техники.

• Используется на участках, не подключенных к электросетям.

Желонка своими руками (чертежи и фотографии)

Устройство позволяет быстро обустраивать гидротехнические сооружения и своевременно прочищать водозаборную шахту.

Готовое оборудование можно приобрести в специализированных торговых точках или напрямую у производителей. При желании изготовить желонку своими руками можно в домашних условиях.

Конечно, для этого необходимо тщательно изучить устройство желонки, подготовить рабочий инструментарий и материалы.

Что такое желонка, из каких функциональных элементов она состоит?

Желонки для скважины – устройства, изготовленные из отреза полой трубы требуемого диаметра и размера, которые оснащаются клапанной системой и гибким тросом для опускания в водозаборный столб.

В устройствах используются два типа клапанов:

• Шаровые – практичные и надежные. Элементы выполнены в форме шара, диаметром равным сечению трубы. Чтобы сделать желонку для чистки скважины своими руками с клапанной системой шарового типа, необходимо правильно подобрать металлический шар.
• Плоские (лепестковые) – доступные и дешевые. Они изготовлены из полимеров или тонкой листовой стали. Конструкция желонки с плоским клапаном доступна для выполнения своими руками, к тому же проста в эксплуатации. Существенный недостаток клапана – недолговечность конструкции.

Клапанная система предусматривает надежный вывод отработанного грунта только в одном направлении в процессе бурения или очистки скважины. После отвода клапан надежно закрывается, препятствуя попаданию грязи обратно в шахту.

Бурение желонкой проводится в мягких, рыхлых, сыпучих и подвижных почвах. Разработка гидротехнического сооружения выполняется ударно-канатным методом. Все работы проводятся следующим образом:

• В шахту погружается устройство. При ударе происходит открытие клапана, в который попадает часть грунта. Далее выполняется поднятие желонки на небольшое расстояние и дальнейший сброс. Операция поднятия/сброса повторяется до полного наполнения внутренности трубы отработанным грунтом.
• Заполненная установка извлекается на поверхность и переворачивается для удаления грунта. На этом этапе производится тщательная чистка клапанной системы от налипшей породы.

Бурение скважин при помощи желонки требует многократного проведения операции погружения и поднятия рабочего оборудования. Процесс бурения колодцев и скважин может проводиться в течение 1–2 недель в зависимости от типа грунта на рабочем участке.

Чтобы быстрее пробурить шахту, рекомендуется использовать специальную треногу с блочной системой, через которую пропускается подъемный трос.

При использовании облегченного самодельного приспособления требуется выполнить дополнительное утяжеление конструкции. Для этого доступны следующие способы утяжеления:

• заливка верхней части рабочей трубы бетонной смесью;
• фиксация подвижного груза перед подъемным механизмом желонки;
• использование тяжелой трубы с толщиной стенок в 0,5–1 см.

В условиях сильного заиливания дна, появления мутности воды или снижения уровня водоносного слоя может использоваться желонка для чистки скважины, сделанная своими руками.

Для эффективной прочистки скважина должна быть освобождена от насосного оборудования и других элементов конструкции. Очищение водозаборного столба выполняется поэтапно:

• К дуге конструкции фиксируется гибкий трос. Подготовленное устройство медленно опускается на дно шахты.
• Желонка приподнимается на высоту до 40 см от уровня дна и резко опускается вниз. Гидроудар приводит к поднятию и открытию шарового клапана, в результате чего установка наполняется донными отложениями и грязной водой.
• Для полного наполнения трубы операция погружения/поднятия выполняется до 4–5 раз, после чего устройство медленно извлекается на поверхность шахты.
• После поднятия делают полную очистку желонки от содержимого и опускают ее в шахту.

Важно! Процедура очищения водозаборного столба может потребовать от 1 до 8 дней. Это зависит от уровня засорения шахты и производительности самодельной установки, которая в большинстве случаев не превышает 350 г. Чтобы увеличить производительность устройства, рекомендуется изготовить клапан плоского типа.

Желонка сконструированная своими руками может оснащаться шаровой или плоской клапанной системой. Конструкция с шаровым клапаном предусматривает очищение воды с низким содержанием ила и песка, мелкой гальки и кусочков ржавчины. Устройство клапанной системы плоского типа позволит очистить скважину от сильного заиливания с высоким содержанием песка и мусора.

Техническое обслуживание и очистка водозаборного столба необходимо выполнять регулярно. Особенно это касается сооружений, которые подвержены быстрому заиливанию дна или не эксплуатируются продолжительное время.

До начала чистки рекомендуется выполнить визуальный осмотр шахты для исключения возможных деформаций и повреждений обсадной колонны.

Новое сооружение может эксплуатироваться без проведения технической чистки на протяжении 12 месяцев.

Изготовленная желонка для скважины требует правильной подготовки для проведения профилактических работ, если:

• насосное оборудование в гидросооружении всасывает воздух;
• в воде присутствуют илистые отложения и химические примеси;
• водозаборная точка не использовалась дольше 3 месяцев;
• при подаче водная струя становится тонкой.

Чтобы сделать желонку для чистки скважины, для начала следует выбрать подходящий чертеж изделия.

Для изготовления простой конструкции потребуются:

• труба (толщина стенки 5 мм, сечение – 6 см, длина – 85 см);
• шар из металла (диаметр – 4 см);
• шайба (нижняя часть плоская, верхняя – воронкообразная);
• решетка;
• трос или шнур;
• дуга для фиксации троса.

Поэтапное изготовление желонки:

1. Труба используется в качестве основы установки, лучше выбрать чугунные или металлические изделия. В нижней части желонки приваривается шайба, которая станет днищем готовой конструкции. Посадочное место под шар приваривается к основанию.
2. Сверху на трубе фиксируется решетка, что позволит предотвратить возможное выпадение шара при гидроударах.
3. Далее приваривается дуга, к которой будет крепиться подъемный механизм – металлический трос.
4. К готовому днищу конструкции привариваются вертикальные лопасти для рыхления илистых отложений и песчаного слоя.

Как сделать желонку для чистки скважины с лепестковым клапаном? Для изготовления подобного клапана используется запор из полимера или листовой стали. При этом диаметр клапана должен быть на 3 мм меньше внутреннего сечения устройства.

Запор с лепестковой клапанной системой фиксируется к основанию конструкции при помощи сварки или резьбового соединения. Края пластины для лепестков клапана тщательно шлифуются для получения гладкой поверхности. Чтобы уплотнить конструкцию, можно использовать прокладки из резины или каучука. Самодельный клапан должен быть 2-лепестковым.

Чтобы разобраться в том, как изготовить желонку из подручных средств, дополнительно можно ознакомиться с представленным видео.

Готовая конструкция с шаровым клапаном является более долговечной и надежной, она не содержит элементов, которые могут выйти из строя или потребуют замены.

Для правильной работы гидротехнического сооружения требуется проводить его своевременную очистку и обслуживание. В этих целях можно использовать заводские или самодельные устройства – желонки. Теперь многие домовладельцы имеют представление о том, как сделать желонку своими руками, сэкономив семейный бюджет и получив полезный опыт.

Скважина – проверенный способ организовать бесперебойное водоснабжение частного дома или дачи, подарив себе независимость от централизованной системы. Если грамотно пробурить скважину, можно обеспечить свое жилище достаточным объемом воды и для бытовых, и для хозяйственно-технических нужд.

Но для этого нужно позаботиться об эффективном приспособлении для работы. Если покупать профессиональное оборудование нет ни желания, ни денег, можно смастерить инструмент своими руками. Отличный вариант – желонка.

Что это за приспособление, каким образом его соорудить и как правильно использовать для бурения скважины на воду? Далее подробно рассказываем и показываем на фотографиях и чертежах.

Конструкция и виды

Желонка – специальное приспособление для бурения и очистки скважины ударно-канатным методом.

Конструктивно она представляет собой отрезок трубы определенной длины и диаметра со специальным клапаном и тросом: первый обеспечивает выемку земли, а второй – опускает инструмент на требуемую глубину.

Общий принцип работы инструмента прост: путем забивания труба острыми краями врезается в грунт, клапан от удара открывается и в образованное отверстие начинает заходить грунт, а когда полость трубы полностью заполняется, клапан закрывается под силой тяжести.

Главнейший рабочий элемент желонки – клапан. Его главная задача – забрать грунт в трубу и не дать ей выйти наружу до завершения текущего цикла вбивания. Клапан может быть исполнен в нескольких вариациях – именно это и служит основой для классификации бурильных желонок. Самые распространенные виды приспособлений:

1. С шаровым клапаном – наиболее надежный вариант для бурения: клапан как бы сидит на шайбе, но при ударе отскакивает и открывает путь для грунта, а после заполнения трубы снова закрывает отверстие. Но учитывайте, что такой клапан самый сложный в исполнении: нужно изготовить или купить шар, диаметр которого будет идеально подходить под размеры трубы.
2. С лепестковым клапаном – простой в исполнении, но не долговечный вариант желонки. Такой клапан имеет вид эллипсоидной пластины из полимера или металла. Из-за удара «лепестки» клапана раскрываются и грунт беспрепятственно начинает проходить в полость трубы, а при поднятии приспособления клапан закрывается.

Перед началом изготовления желонки следует запастись необходимым набором инструментов и материалов, а также подготовить чертеж приспособления. Последний не обязательно составлять своими руками – можно воспользоваться уже готовым. А вот заготовке инструментария придется уделить больше внимания. Для сборки желонки понадобится:

• аппарат для сварки;
• ножовка или болгарка;
• отрезок металлической трубы;
• трос;
• стальная решетка;
• дуга/петля для троса.

Желонка с шаровым клапаном

Это общий перечень материалов и инструментов для создания желонки. Дополнительный набор зависит от типа прибора, который вы будете собирать. Так, для шарового приспособления вам понадобится металлический шар, шайба и стержень для ограничителя, а для лепесткового – эллипсоидная пластина под диаметр трубы, проволока, шайбы и гайки.

Виды скважин и их особенности

В процессе углубления возможна регулировка частоты вращения бура. Нужно отметить, что слои осадочных горных пород бур легко преодолевает на низких оборотах. А вот при прохождении коренных скальных пород требуется повышение частоты вращения. При колонковом способе бурения можно проходить пласты различного состава и любой твердости.

Необходимо учитывать тот факт, что буровая установка должна располагаться на подготовленной выровненной горизонтальной площадке. Угол проходки можно регулировать в случае, если диаметр разрабатываемого отверстия скважины не превышает 1 метра. Затем вертикальность выработки поддерживается обсадной колонной.

Обсадные трубы можно использовать повторно, если сразу после проходки извлечь их из выработки. Колонковая труба – снаряд многоразового использования, чего нельзя сказать о коронках. Для бурения в осадочном горизонте их требуется не меньше двух, а то и более. При сооружении скважины на известняк предсказать число стертых коронок с точностью невозможно.

Чтобы продлить срок службы алмазной коронки после ее установки или замены дно скважины необходимо обработать долотом. Эта мера значительно увеличит скорость проходки

Буровую установку можно монтировать на автомобильную технику с высокой грузоподъемностью либо на гусеничную спецтехнику в случае проведения работ в условиях сложного рельефа. Более легкую мобильную технику можно использовать при бурении колонковым способом скважин на воду.

Если же такой возможности нет, приходится заниматься буровыми работами самостоятельно. И в первую очередь нужно определиться с технологией бурения скважины. Одна из самых распространенных и доступных – это ударно-канатный метод.

Ударно канатное бурение скважин технология довольно простая. Поэтому уже давно заслужила популярность среди домовладельцев и бурильщиков. Основные ее достоинства заключаются в простоте конструкции самой установки и легкости в проведении работ. Даже довольно глубокую скважину, вполне реально сделать самостоятельно. А это позволяет существенно сэкономить бюджет.

Ударно-канатная установка

Принцип бурения:

• в месте бурения скважины разрывается небольшой котлован. Он нужен для последующего обустройства приямка, а также для того, чтобы в скважину не осыпался верхний слой рыхлого грунта;
• над котлованом устанавливается тренога буровой установки;
• к ней подвешивается снаряд на толстом канате. Желательно брать толщину с запасом прочности, иначе желонка может оборваться, а достать ее из скважины будет проблематично;
• снаряд поднимается над отверстием и сбрасывается вниз;
• затем, эта же операция повторяется несколько раз;
• после этого, он извлекается и очищается от набившегося грунта.

Таким образом, процесс бурения довольно прост.

Естественно, что любая технология имеет свои плюсы и минусы. Без этого, к сожалению, не обойтись, идеала еще не придумали.

Плюсы метода:

• простота технологии;
• возможность изготовления бурильной установки самостоятельно;
• подходит для большинства типов грунтов;
• этот метод исключает загрязнение скважины в процессе бурения;
• можно делать скважины большого диаметра – все зависит от снаряда;
• благодаря постоянному подъему грунта, можно контролировать его состав на всех этапах работ;
• не требует дополнительного оборудования.

Итак, главные достоинства технологии, это простота и дешевизна проведения работ.

Недостатки:

• процесс бурения происходит медленно;
• метод не подходит для некоторых типов песчаных почв;
• можно делать только строго вертикальные скважины.

Получается, что главный недостаток технологии в низкой скорости работ. Впрочем, при самостоятельном бурении, это вряд ли станет серьезной преградой. Еще один минус – затруднения при изготовлении слишком глубоких отверстий.

Как уже писалось выше, конструкция установки довольно простая. Она включает в себя:

• вышку, которая изготавливается в форме треноги. По высоте она должна превышать длину снаряда, иначе его просто не получится вытянуть из скважины. Также, при изготовлении вышки, следует учесть высоту обсадной трубы – она будет выступать из грунта;
• снаряд для бурения;
• канат или лебедку для подъема снаряда.

Тренога изготавливается из стальных труб. Желательно использовать материал с толстыми стенками, т.к. ей придется выдерживать немалые нагрузки. Также, стоит изначально рассматривать разборной вариант. Это облегчит ее хранение и транспортировку.

Снаряд

Самый важный элемент установки – это бурильный снаряд. Фактически, это кусок круглой стальной трубы. Он должен обладать такими характеристиками:

• быть тяжелым – именно от веса зависит эффективность бурения. Поэтому он делается из толстостенной трубы и по необходимости дополнительно утяжеляется;
• длинным – размер трубы делается 1,5-2 метра;
• иметь вырезы для удобного извлечения набранного грунта.

В зависимости от типа почвы, в качестве снаряда может использоваться:

• забивной стакан – для рыхлых почв;
• желонка – для сыпучих и водянистых слоев;
• долото – для прохождения твердых пород.

Забивной стакан

Этот вид снаряда применяется для мягких и не слишком рыхлых почв. Из всех существующих видов, у него самая простая конструкция. Изготовить забивной стакан для скважины своими руками довольно просто. Фактически это простой кусок круглой трубы. На нижнем конце делаются заостренные края, чтобы стакан легче входил в грунт. Еще один вариант – вырезаются небольшие зубья.

Забивной стакан

На верхнем крае делается крепкая шляпа, ее еще называют наковальней. Она нужна для того, чтобы снаряд смог выдержать удары буровой штангой, за счет которых происходит забивание стакана в почву.

Благодаря тому, что почва плотная, она без проблем держится в забивной трубе и не выпадает из нее при доставании наружу.

Желонка

Если бурение делается в песчаных грунтах или проходятся водянистые слои, то забивной стакан использовать не получится. Все из-за того, что песок не обладает большой плотностью и будет попросту высыпаться из трубы.

В этом случае, применяют снаряд, который называется желонка. Кстати, ее же применяют, когда возникает необходимость прочистить заиленную скважину.

Она представляет собой отрезок круглой трубы с клапаном в нижней части.

Окончание трубы заостряется так же, как и в случае с забивным стаканом. Принцип бурения с использованием желонки заключается в том, что при ударе о дно скважины клапан открывается. При этом внутрь трубы набирается грунт, а при поднятии снаряда, клапан закрывается и содержимое удерживается внутри трубы.

Долото

Для прохождения твердых каменистых почв, варианты с забивным стаканом и желонкой не подходят. В этих случаях применяется специальное бурильное долото.

Благодаря его наконечникам, порода раскалывается, а затем поднимается наверх при помощи желонки.

Один из плюсов этой технологии, заключен в том, что она подходит практически для всех типов грунтов. Исключение составляют лишь некоторые песчаные типы, однако здесь требуется применение специальных технологий.

Конструкция и виды

Собственный источник воды – отличная возможность обеспечить себя и своих близких чистой живительной водой и удовлетворить хозяйственные потребности. Путем бурения и обустройства скважины решить проблему водоснабжения можно на несколько десятков лет вперед.

Выбор способа бурения и объем работ по обустройству скважины зависит от типа гидротехнического сооружения.

Если вода на участке расположена предположительно на глубинах 10-15 метров, то выгоднее и проще устроить абиссинский колодец. Гидротехническое сооружение этого типа использует водоносный слой, расположенный над водонепроницаемым глинистым пластом. Питается водонос за счет инфильтрации атмосферных осадков и вод близлежащих водоемов.

Сравнительно неглубокая узкая скважина представляет собой колонну толстостенных труб ВГП диаметром 50 – 80 мм.  В нижнем, самом первом звене колонны устроен специальный фильтр путем сверления с стенках трубы отверстий.

Трубы выполняют функцию ствола, дополнительной обсадки абиссинская скважина-игла не требует. Ее не бурят, а погружают в грунт посредством забивки.

Компактные размеры водозабора абиссинского типа позволяют размещать его практически на любом свободном месте придомовой территории. Самым распространенным способом пробивания этого типа гидротехнического сооружения является ударное бурение.

При глубине залегания водоносного горизонта до 30 – 40 метров, распространенного в рыхлых, несвязных отложениях, сооружают песчаную водоносную скважину. Ее называют так, поскольку она добывает воду из насыщенных водой песков.

Как оборудовать пробитую скважину

Пробить/пробурить скважину недостаточно. Надо еще воду поднять, а это — совсем другая история. Как провести воду из скважины к дому читайте тут.  Если хотите сделать водоснабжение постоянным, с нормальным давлением, чтобы можно было подключать бытовую технику, вам понадобится насосная станция.

Для сезонного водоснабжения на даче обойтись можно более скромным набором:

• вибрационный насос;
• обратный клапан, который устанавливается перед насосом;
• емкость для воды;
• поливочный шланг;
• краны и т.д.

Обратите внимание, что обратный клапан устанавливается перед насосом, а не на конце шланга, погруженного в скважину. Просто так этот самый шланг при заморозках не разорвет. Еще один плюс такого устройства — проще демонтировать на зиму.

Еще один совет: скважину надо чем-то закрыть. В домах постоянного проживания делают кессон — бетонный или пластиковый  бункер, который находится ниже глубины промерзания. В нем ставят все оборудование. При использовании воды только периодически кессон — слишком дорогое удовольствие. Но закрыть скважину чем-то надо.

Во-первых в нее может упасть какая-то живность, что никак не обрадует вас. Во-вторых, «добрые»соседи могут что-то уронить. Более бюджетный выход — построить домик по типу колодезного. Еще более дешевый вариант — выкопать приямок, оббить его доской, сделать дощатую крышку. Ключевой момент: все это должно запираться на замок.

Как обустраивается скважина?

При достижении в процессе бурения продуктивного пласта – водоноса, начинается этап обустройства скважины для воды. Вначале в ствол опускается нижняя фильтрующая колонна, представляющая собой трубу с перфорированным наконечником, отстойной камерой и фильтром из нескольких сеток, которые предотвращают проникновение крупных фракций примесей.

Далее монтируется вся обсадная колонна, а зазор между ней и грунтом засыпается песком и щебнем мелкой фракции. Одновременно с засыпкой смеси осуществляется прокачка скважины путем подачи воды с герметизацией устья.

После очистки забоя на тросе опускается погружной насос с подключенным водоводом диаметром 25-50 мм в зависимости от дебита скважины. На оголовке производится закрепление обсадной колонны и устьевой защиты. В отводящей системе устанавливается запорный вентиль. В кессоне производится соединение водовода и водопроводного трубопровода.

Скважина является достаточно сложным гидротехническим сооружением, но при ее правильном обустройстве появляется надежное собственное водоснабжение. Все операции, начиная с бурения ствола, можно осуществить своими руками, но для этого необходимо соблюдать все рекомендации специалистов и пользоваться стандартным оборудованием.

Выводы и полезное видео по теме

Желающим знать, как грамотно пробурить водозаборную скважину вручную, мы привели проверенные на практике методы. Нужно подобрать оптимальный способ бурения, серьезно подойти к выбору необходимого оборудования, а при проведении бурения строго следовать советам опытных мастеров.

Результатом приложенных усилий станет собственноручно обустроенный источник водоснабжения, обеспечивающий чистой водой всех домочадцев.

Ситуация с наличием и глубиной залегания водоносных горизонтов может сильно отличаться от места к месту (а где-то их вообще нет, как на острове Мадейра).

При проектировании скважины и выборе оптимального способа роторного бурения следует использовать имеющиеся карты разведанных водоносных горизонтов. Это поможет вам сэкономить значительные средства и время.

Началу проведения работ по колонковому бурению скважины должен предшествовать экономический расчет. Соблюдение норм безопасности и правил эксплуатации оборудования сводят к минимуму риск его выхода из строя, тем самым обеспечивая высокую эффективность работы, скорость бурения и снижение экономических затрат.

Абиссинский скважинный колодец

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:

1. Изготовьте первую секцию обсадной трубы – так называемую иглу. К ее торцу приварите металлический конус, а по бокам сделайте отверстия и поставьте сетку, как описывалось в предыдущем разделе.
2. Выройте небольшую лидерную лунку, вставьте в нее иглу и приступайте к забивке, придерживаясь вертикали. Для этого можно использовать ту же треногу с подвешенной гирей либо другое приспособление.
3. По мере погружения приваривайте новые секции и продолжайте забивать обсаду. Приблизившись к расчетной глубине, проверяйте появление воды с помощью грузика на нитке.
4. Пройдя водоносный горизонт, опустите в скважину полимерный трубопровод, подключенный к ручной колонке. Залейте ее водой и прокачайте источник в течение 30—60 минут, пока не пойдет чистая вода. После чего приступайте к монтажу автономного водопровода.

Устройство абиссинского колодца

Заключение

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.