Бурение на участке скважин на воду: ручные и механические методы

Удалённые от города частные постройки невозможно подключить к системе центрального водоснабжения. Поэтому хозяева вынуждены заниматься рытьём колодца или бурением скважины под воду. Первый вариант – самый простой. Но поскольку колодец питается верховодкой, в воде могут присутствовать загрязняющие вещества. Скважина является достойной альтернативой. Ведь питается она водоносным слоем, пролегающим на глубине, на которую не проникают верховые воды.

Автоматизированные способы бурения более затратны, но и гораздо эффективнее ручных методов

Виды скважин

В основу классификации данных сооружений заложены следующие критерии:

• глубина залегания;
• метод проходки;
• проектная конструкция бурового снаряда.

В целом же, скважины бывают разведочными, фильтровыми (на песок), глубинными (артезианскими), промышленными и др. Особенностью таких сооружений является то, что формируются они, в основном, вращательным методом бурения.

Песчаные скважины. Эти источники воды наиболее часто обустраиваются для личного использования. Называются они так по той причине, что пробуренный ствол достигает пласта водоносного песка, откуда, собственно, и добывается вода. Ниже песчаного слоя расположен водоупорный слой глины.

Таким источникам характерна относительно небольшая глубина – 10…50 метров. Однако бывают и исключения.

Важно! Геологические особенности – ключевой фактор, определяющий реальное залегание водоносного слоя.

Из преимуществ песчаной скважины эксперты выделяют:

• хорошее качество воды, поскольку, проходя через грунт, она фильтруется;
• количество воды, как правило, достаточно для дома со средним её расходом;
• бурение песчаных скважин на воду выполняется в короткие сроки. Устанавливать фильтр, а также насос и начать пользоваться водой можно уже через пару дней;
• приемлемая стоимость всего комплекса работ, начиная от бурения и заканчивая обустройством;
• песчаная скважина не требует лицензирования.

Неглубокая скважина очень быстро может заилиться и тогда потребуется прочистка

Однако, сделав выбор в пользу такого источника воды, следует учитывать, что срок его службы не превышает 15 лет. Ещё один момент – ствол подвержен заиливанию. Поэтому его необходимо регулярно прочищать.

Артезианские скважины. Скважинам такого типа присущи свои особенности. Во-первых, их глубина достигает 220 метров. Отсюда следует во-вторых:  бурение глубоких артезианских скважин на воду может длиться до 2 недель. И, в-третьих, диаметр ствола по мере углубления может изменяться в сторону уменьшения. Значение этого параметра зависит от характеристик грунта.

К преимуществам артезианских скважин на воду можно отнести:

• высокую производительность. Поэтому пользоваться одной скважиной могут сразу несколько хозяйств;
• ствол не подвержен заиливанию. Следовательно, регулярно чистить его не надо;
• продолжительный срок службы – до 50 лет.

Распространённые методы бурения скважин вручную

В настоящее время разработаны и с успехом применяются несколько способов строительства скважин. Их существует два типа: ручной и механический. Первая технология используется при создании незаглублённых колодцев. При этом для бурения на воду своими руками нет необходимости использовать дорогостоящее оборудование. И хоть такой метод требует больших трудозатрат, многие домовладельцы, стремясь максимально сэкономить, отдают предпочтение именно ему. Рассмотрим способы самостоятельного бурения несколько подробней.

1. Шнековый метод. Его используют для бурения скважины на воду небольшой глубины. Суть данного способа заключается в разрушении почвы с последующей её транспортировкой на поверхность лопастями шнека. Такая технология, в свою очередь, бывает двух видов:

• использование шнека с лопастями, приваренными к основе под углом 90˚. Почва разрезается, измельчается и выносится наружу всё теми же лопастями.

Важно! Основной недостаток этого метода – из скважины нужно извлекать упавший в неё грунт.

• использование шнека, лопасти которого приварены к основе под углом в диапазоне 30…70˚. Достоинством такого технического решения является то, что внутрь скважины куски грунта не падают. Устройство тоже разрезает почву, но транспортирует её наверх в неизмельчённом виде. Бурение скважин под воду своими руками по данной технологии выполняется на гравийных и суглинистых грунтах.

Для ручного бурения лучше использовать шнек с косыми лопастями

2. Колонковое бурение. Этот метод предполагает использование специального инструмента – трубы, на конце которой крепится колонковая коронка, оснащенная острыми резцами, изготовленными из прочного металла. Скальные сверхтвёрдые породы сначала разбивают с помощью долота, а после этого коронкой выполняют бурение и поднимают наверх шлам, накопившийся в колонковой трубе.

Коронка вращается вместе с трубой и при этом углубляется в грунт, в результате чего образуется скважина с диаметром, соответствующим сечению этой детали. Шлам поднимается на поверхность вместе со снарядом. «Стакан» освобождают от породы ударами тяжёлой кувалды. Ручное бурение скважин на воду таким способом предусматривает подачу чистой либо с фрагментами глины воды. Благодаря этому стенки отверстия укрепляются, и возможность их обрушения сводится к минимуму.

Верхняя часть колонковой трубы оснащается крепёжными приспособлениями, с помощью которых наращиваются штанги. Наращивание – многоэтапная процедура. После заглубления первого участка трубы, к ней сверху крепится новая штанга длиной  метра. Затем действия повторяются. Использование такого принципа бурения скважин на воду позволяет создать ствол требуемой глубины. Технологическая колонна формируется из самого снаряда и штанг. Очень важно добиться более прочного соединения труб и стакана. Необходимо исключить наличие в точках крепления заметного люфта и нежелательных подвижек.

3. Ударно-канатный способ. Здесь предполагается использование треноги. Её высота – порядка 2 метров, а сооружается данное устройство непосредственно над местом бурения. Вверху треноги устанавливается блок. Через него перекидывается трос, на конце которого закрепляется желонка. Инструмент опускается в скважину и поднимается на поверхность с помощью троса. Желонка очищается от шлама через технологическое отверстие, расположенное в полуметре от её нижнего обрамления.

Самостоятельное бурение ударно-канатным способом скважины на воду представляет собой подъём бурового инструмента на высоту, допускаемую треногой, после чего тот опускается под силой гравитации на ранее определённый участок. Порода разбивается, а её обломки захватывает прикреплённое к нижнему краю трубы режуще-захватывающее приспособление – вышеупомянутая желонка.

Обратите внимание! Можно услышать утверждения некоторых умельцев, о том, что для бурения скважин на воду своими руками этим методом, возводить треногу не обязательно. Но, как показывает практика, такой подход сопряжен с чрезмерными физическими затратами строителей, и возможен для глубин до 10 метров.

4. Роторное бурение вручную скважин на воду. В данном случае ствол формируется с помощью бура, напоминающего большое сверло. Вращаясь, оно проделывает в грунте вертикальный канал, достигающий водоносного слоя. Такое спиралевидное приспособление эффективно при бурении скважин вручную на воду в гравийных и суглинистых почвах. Когда же на участке присутствуют сыпучие и песчаные грунты, скважина закладывается с применением бура-ложки, представляющего собой цилиндр с отверстиями, имеющими форму спирали.

Из минусов ручного бурения необходимо выделить:

• малый напор воды;
• медленное проведение работ;
• незначительное заглубление.

Ручное бурение — очень трудозатратное мероприятие, которое часто требует участия нескольких человек

Механические способы

Выполнение механических методов бурения скважин на воду предполагает привлечение особого оборудования и дорогостоящей тяжёлой техники. Из их разновидностей наибольшее распространение получила вращательно-роторная технология механического бурения скважины на воду. Здесь используются шарошечные долота, поэтому такой способ относится к категории бескерновых. Особую важность при его реализации приобретает вопрос своевременного выноса на поверхность породы, разрушаемой по всему объёму забоя. Скорость в сочетании с экономичностью – вот основные преимущества механических способов бурения. Однако работать они могут не со всеми породами. Ниже коротко представлены лишь некоторые подобные технологи.

1. Бурение на воду с продувкой (промывкой). Такой вид вращательно-роторного бурения активно применяется в обустройстве артезианских скважин. При проходке верхних пластов грунта используют глинистый водяной раствор, в том время, как проходка  известнякового слоя выполняется с применением чистой воды. Промывочная жидкость решает следующие задачи:

• создаёт давление на продуктивный горизонт;
• снижает силу трения;
• закрепляет стенки скважины в ходе работ;
• выводит разрушаемую породу.

Циркуляция промывочной жидкости обеспечивается компрессором либо насосом или обоими агрегатами. Промывка бывает двух видов: прямой и обратной. В первом случае промывочный агент закачивается во внутреннюю полость трубы, а наверх поступает через так называемое затрубное пространство. При обратной промывке всё выполняется с точностью до наоборот: промывочный агент закачивается в затрубное пространство, а наружу выводится непосредственно через трубу. Способ помывки выбирается с учётом результатов геологических исследований и параметров скважины.

Полезно знать! Промывочный агент, наряду выполнением своей основной функции – транспортировкой породы на поверхность, помогает определить дебит создаваемой скважины (прогноз осуществляется с учётом степени поглощения раствора).

Бурение механическими способами позволяет работать практически с любым типом почвы и достигать водоносного слоя, расположенного на большой глубине

Обратная циркуляция зачастую применяется, когда необходимо пробурить крупную скважину с большим диаметром кондуктора и обсадных труб, а проходка осуществляется в неустойчивых породах. Продувка — это та же промывка, только в роли агента выступает газ (скважину продувают, а не промывают).

2. Механический роторный способ.  Данный метод ориентирован на строительство артезианских или других глубоких скважин. Он предполагает использование тяжёлой техники — буровых агрегатов, смонтированных на базе грузовых транспортных средств марок «ЗИЛ», «МАЗ», «КамАЗ» и «Урал». Породу разрушает вращающееся долото. Создаваемый мотором (он может быть маршевым двигателем автомобиля или устанавливаемым на отдельной платформе палубным) крутящий момент передаётся ротору, который вращает бурильную трубу. Для увеличения нагрузки на забой реализуется следующее техническое решение: шарошечное долото соединяется не с обыкновенной, а с утяжелённой стальной бурильной трубой.

Советы по выбору места бурения скважин на воду в доме

Чтобы обеспечить свой дом качественной водой, к вопросу выбора места сооружения источника необходимо подходить с учётом рекомендаций специалистов. В обобщённом виде они звучат так:

1. Наиболее подходящий вариант – самое высокое место приусадебного участка. Если будет создаваться скважина под воду своими руками в низине, дождевые и талые воды подтопят кессон и попадут в ствол. А это приведёт к загрязнению воды и к заражению её болезнетворными микроорганизмами
2. Избегайте строительства скважин поблизости от источников загрязнения – животноводческих ферм, септиков, выгребных ям, гаражей и проч. Нормативные документы в этом отношении гласят: удалённость скважин от подобных объектов должна быть не менее 50 метров. Правда, допускается сокращать это расстояние до 30 метров. Многочисленные проверки показали, что и на таком удалении от источников загрязнений вода в доме будет чистой.
3. Проверьте, есть ли на участке соседей потенциально опасные объекты. Нелишним будет также поинтересоваться их планами на будущее. Не исключено, что они собираются установить вольер для животных недалеко от места планируемого строительства источника.
4. Выше было сказано, что существуют разные способы бурения скважин на воду. Если предполагается использование тяжёлой техники, необходимо обеспечить её подъезд к месту работ. При этом минимальной шириной проезда принято считать 3 метра. Над землёй также понадобится достаточное пространство: высота буровой мачты может достигать 10 метров.
5. В подвале вновь возводимого дома бурить скважину не рекомендуется. По окончании его строительства обслуживание источника станет невозможным, поскольку над скважиной должно иметься в наличии свободное пространство не меньше 7 метров в высоту.

Независимо от вех вышерассмотренных способов бурения скважин на воду, более дёшево проведение этих работ обойдётся в зимний период, когда фиксируется достаточно высокое залегание воды. Но здесь нужно понимать, что летом, а тем более жарким, хозяева дома могут оказаться без водоснабжения.

Бывают случаи, когда гидрогеологические характеристики конкретного района изучены слабо.  Тогда выбор вида источника рекомендуется производить с учётом данных, полученных от вскрытия водоносного горизонта разведочной скважиной. Хоть общая сумма затрат увеличится, зато проблем с водой в будущем не будет.