Какая технология бурения скважин на воду лучше

Бизнес-план: бурение скважин

Как уже было отмечено немного выше, все необходимо продумать заранее. Что именно предусматривает бизнес-план? Во-первых, это оформление всех документов, а их довольно много. За помощью стоит обратиться к профессионалу. Так можно сэкономить не только время, но и собственные нервы. Следующий пункт — покупка оборудования и размещение рекламы. Не нужно забывать и о персонале. Еще один важный момент — это оптимальная технология процесса.

Стоит обратить ваше внимание на то, что за одну скважину глубиной примерно 20-30 метров можно заработать от 20 000 до 30 000 рублей, что, в принципе, прилично. Но учитывайте то, что заказы могут быть разными — как большими, так и не очень

Давайте рассмотрим отдельно каждый пункт нашего бизнес-плана.

Шнековое бурение

Это вращательное бурение. Породоразрушающий элемент в этом виде бурения бывает двух видов:

• Бур – керноприемник большого диаметра
• 2-х или 3-х лопастное долото

Шнек же поднимает разрушенную породу наверх. Шнековое бурение это довольно быстрый способ бурения. За один день таким способом можно пройти до 40 метров. Но столько можно пройти только если порода относительно мягкая. Таким способом бурят геолого-разведочные скважины (при инженерно-геологических изысканиях для строительства), скважины на песок. НО таким способом невозможно пробурить на большую глубину сыпучие грунты, например пески, так как стенки скважины могут обсыпаться до того, как установят обсадные трубы. Шнековое бурение хорошо для суглинистых и глинистых почв. Диаметр скважины, пробуренной шнеком может быть от 50 до 760 мм.

При выемке шнеков по грунту, что остается на шнеке видно, на какой глубине находится слой водоносного песка. Водоносный песок – это песок с очень крупными песчинками, может быть с вкраплениями гальки.

В денежном отношении это наиболее дешевый способ. Однако если при таком способе наткнуться на подземные валуны, прослойки известняка, то пробурить этим способом уже будет невозможно.

Способы самостоятельного бурения

На сегодняшний день мастерами-самоучками на дому разработано несколько способов бурения скважин на воду вручную. Рассмотрим самые действенные из них.

Ручной шнековый метод

К способам самостоятельного бурения относят бурение шнеком, которое пользуется популярностью за счет доступности выполнения. Благодаря шнеку удается пробурить неглубокую скважину (до 40 м), воды из которой хватит на целый дом.

Шнековое бурение скважин основано на применении винтообразного стержня (шнека), на который крепятся стальные лопасти с буровым наконечником. Рабочие внедряют шнек в почву подобно штопору. Постепенно углубляясь, винтообразный стержень разрушает многочисленные почвенные горизонты. Отработанная земля выносится наверх металлическими лопастями.

Различают следующие разновидности шнеков:

• конструкции с углом от 30 до 60 градусов;
• стержни с режущими лопастями.

Первый вид шнеков удобнее для использования, так как лопасти с меньшим углом препятствуют опаданию измельченного грунта. В результате не происходит засорения скважины.

Работа малогабаритных шнековых конструкций схожа с работой ручного бура, но в движение их приводит электродвигатель.

Технология колонкового бурения

Колонковая технология бурения скважины отличается быстротой выполнения работ. Благодаря специальному оборудованию (похожему на трубу с колонкой) удается пробурить не один метр почвенного горизонта. 16-ти сантиметровая в диаметре труба способна быстро внедряться внутрь, подтягивая за собой специальный шланг.

Верх такой трубы имеет узел крепления, на который в процессе погружения наращивают полутораметровые штанги. Поэтапно наращивая технологическую колонну, получают необходимой глубины скважину.

Прочный металлический сплав составляет основу коронки с заточенными краями для резки плотных вкраплений. В зависимости от физико-механического состава почвенного слоя выбирают соответствующие размеры и формы коронок. При вращении трубы в почве формируется небольшое отверстие.

Долото помогает разбить на осколки структуру сверхтвердых скальных пород, после чего погружают трубу с коронкой.

Установка после бурения скважины колонковым способом обсадных труб укрепляет стенки конструкции. Чтобы не допустить поломки прибора, систематически глиняным раствором либо чистой водой заполняют снаряд.

Далее показано, какие инструменты понадобятся для колонкового бурения скважины под воду:

Ударно-канатный способ

Ударно-канатный метод основан на разбивании грунта за счет тяжелого бурового прибора, опущенного с высоты в 200 м. При этом следует использовать специальный буровой инструмент, включающий в себя:

• трос с забивным стаканом;
• лебедку, прикрепленную к другому краю троса;
• треногу.

Благодаря лебедке уменьшается прилагаемая сила, а редуктор с мотором позволяет автоматизировать всю работу. Основу забивного стакана составляет металлическая труба с заточенной кромкой для резки. Такая установка разбивает породы любой твердости. Желонка помогает извлекать рыхлые породы при бурении водоскважины.

Канатно-ударное бурение выглядит как разбивание специальным инструментом почвенного горизонта с удалением режущей желонкой захваченного хлама. Последний поднимается на поверхность. После освобождения стакана от хлама начинают очищать снаряд желонку.

Алгоритм работы выглядит так:

1. Копка ямы (1×1 м) глубиной около 0,5 м.
2. Установка в ее центре садового бура с последующим его заглублением до появления влажного песка.
3. Установка на его место конструкции с обсадными трубами с последующим фиксированием ее в почве кувалдой.
4. Извлечение желонкой обрушенной обсадки.
5. Наращивание обсадной трубы соответствующими отрезками с последующим их свинчиванием.

За несколькими ударами на поверхность обязательно поднимают желонку либо стакан для очищения их от грунта. Далее можно увидеть, как происходит бурение скважины под воду ударно-канатным методом:

Ударно-вращательный метод

Бурение скважины данным методом основано на использовании инструмента, способного одновременно выполнять вращение и удары. Благодаря этому работа протекает быстрее и в течение короткого времени удается обустроить необходимое гидротехническое сооружение. Особенно эффективна установка при неоднородности геологии.

Бурение ударно-вращательным методом возможно с задействованием треноги, благодаря которой погружение и извлечение бура происходит быстрее. Методика незаменима на рыхлых почвенных горизонтах, а также при извлечении глинистых включений – суглинков с супесями.

Методы бурения

Методы бурения классифицируют по двум параметрам.

В зависимости от применяемого механизма бурение может быть:

• Механическое;
• Ручное.

Варианты исполнения скважины

В зависимости от принципа работы буры:

• Ударно-вращательный метод;
• Ударный;
• Вращательный.

Рассмотрим, чем примечательная каждая технология бурения скважин на воду и как она выполняется.

Ручной способ

Ручное бурение скважины вполне подходит для самостоятельного выполнения процесса при наличии всех нужных инструментов. Такой колодец будет не более тридцати метров, почву пробивают до достижения слоя воды.

Для этого понадобятся обсадные трубы, штанги, лебедка и буровые головки разных параметров. При создании более глубокой скважины, нужна бурильная вышка для подъема и погружения бура.

Если штанги не нашлось, сделать ее можно, соединив трубы шпоном или резьбой. К концу нижней штанги крепят буровую головку. Процесс выглядит следующим образом:

Шнек-бур и станок для бурения скважин своими руками

1. Над местом предполагаемой скважины размещают вышку так, чтоб она была несколько выше длины штанги.
2. Лопатой выкапывают небольшое углубление для бура.
3. Вставить бур в углубление и вращать его. Возможно, понадобится помощь, потому что при углублении движение бура будет затрудняться.
4. Пробив полметра, остановитесь, выньте бур и прочистите его от налипшей земли.
5. Достигнув водяного слоя, откачайте три-четыре ведра грунтовой воды.

Последнее действие необходимо для устранения грязной воды и может быть выполнено погружным насосом.

Роторный способ

Это вращательный метод, который чаще всего используется при бурении глубокой скважины. Для этого понадобится специальная установка, оснащенная трубой. В этой трубе имеется вращающийся вал и долото. Воздействие на долото выполняется за счет гидравлической установки. Грунт из пробуренной скважины вымывают специальным раствором.

Таким образом, труба располагается над местом бурения и при вращении вала и долота пробивает почву. Жидкость может подаваться по стволу сверху вниз, тогда раствор, вымывая землю, выходит наружу через затрубное пространство. Такой способ называют прямой промывкой.

Может быть применена и обратная промывка, при которой раствор самотеком идет в затрубное пространство и после пробивания выкачивается погружным насосом.

Ударно-канатный способ

Метод основан на падении максимально тяжелого инструмента, обычно забивного стакана, с вышки в месте предполагаемой скважины. При  желании самостоятельно применить ударно-канатную технологию, потребуется:

• Прочный канат;
• Забойный стакан – обычно прочная металлическая труба, подвешенная на канате;
• Инструменты для уборки грунта.

Технология и последовательность действий:

Ударно-канатный способ — технология бурения

1. Изготавливают вышку в форме треноги из стальных труб или крепких бревен. Высота зависит от длины забойного стакана и должна превышать ее на 1,5 метра.
2. Забойный стакан изготавливают из стальной трубы, на конце которой находится режущее приспособление.
3. К верхней части стакана крепят трос.
4. Регулируя трос, стакан быстро отпускают на место пробоя.
5. Землю из стакана извлекают через каждые пробуренные полметра.

Для создания глубокого колодца привлекают установки типа УГБ-1ВС.

Шнековый способ

Бурение скважины шнеком

Метод взял свое название от основного применяемого инструмента – шнека или Архимедового винта. Он выглядит как буровая штанга, к которой приваривают лопасти спирально. Вращая такой шнек, земля выносится на поверхность и собирается.

Для более глубокого колодца понадобится аренда малогабаритной легкоперевозимой буровой установки, так как самостоятельно изготовленный шнек бурит не более чем на десять метров в глубину.

Стоит отметить, что шнековый способ подойдет только в том случае, если грунт богат песчаной породой. Кроме того, если шнек сталкивается на своем пути с камнем, придется искать другое место для пробивания грунта и остановить работу.

Колонковый способ

Колонковая технология все реже используется в наши дни для бурения скважин под воду. Чаще применяется для гидрогеологических исследований. Для этого используется оборудование типа ЗиФ-650, которое извлекает столб грунта, создавая так называемую колонку.

Схема колонкового долота для бурения скважины под воду

Разрушение грунта проводится кольцевым способом, затем он вымывается. Скорость такого обустройства достаточно высокая, кроме того, позволяет пробивать твердые породы, но требует больших затрат на аренду серьезного геологического оборудования.

Бурение песчаной скважины

Для бурения скважины своими руками можно использовать ударный способ. На выбранной местности подготовьте площадку для монтажа треноги.

Тип снаряда зависит от типа грунта – плотный глиняный грунт пробивают стаканом, а рыхлый глинистый пробивают желонкой. Стакан можно превратить в желонку, приварив конус с металлическим мячом с внутренней стороны трубы.

Вышка собирается в виде треноги из металлических труб, вверху крепят шкив для подвижного каната. В основании крепится подъемный механизм и вал, на который наматывается канат.

В том месте, где планируется скважина, делают углубление для обсадной колонны на полметра. В эту яму должен попасть снаряд. Снаряд поднимается и резко опускается в углубление. Через каждый метр буровой инструмент поднимают и чистят от налипшей земли.

Способы и типы бурения скважин

Выбор способа бурения скважин для организации водоснабжения зависит от особенностей грунта, залегания водоносного слоя и от ряда иных факторов.

Какие существуют способы бурения

Эти работы производятся при помощи разных инструментов (долота и коронок, которые крепятся на буровую колонну). Это позволяет пробурить скважину нужного размера. По принципу работы бурового инструмента бурение можно разделить на следующие категории:

1. Вращательный способ бурения. Этот способ сооружения скважин производится путем вращения породаразрушающего инструмента вокруг своей оси. Этот способ высокопроизводителен, буровые работы стоят ниже, этим способом можно пробурить наклонные, горизонтальные и вертикальные скважины.

2. Вращательно-ударный способ бурения. Эффективный способ прохождения крепких горных пород. Принцип действия основан на том, что на вращательный элемент дополнительно воздействует пневмоударник, который крепится на буровую колонну.

3. Ударно-вращательный способ бурения. При этом способе основную функцию выполняет ударный компонент, а вращательный играет вспомогательную роль. Интенсивность и частота ударов здесь выше, а вращение – ниже, чем ц предыдущего способа.

4. Вибрационный способ бурения. При этом способе бурение производится путем передачи вибрационных или виброударные импульсов породоразрушающему инструменту. Этот способ применяется для бурения мягких рыхлых пород.

5. Вибрационно-вращательный способ бурения. Этот способ подразумевает наряду с вибрационным воздействием на породу оказывается вращательное воздействие и осевая нагрузка. Этот метод применяется для разрушение более плотных пород.

6. Способ бурения задавливания. Породоразрушающий инструмент погружается в мягкий грунт, и бурение производится за счет осевой нагрузки установки.

В основном, для бурения скважин на воду, применяется вращательный метод. Этот способ экономичен, и позволяет соорудить скважину в любом грунте. В зависимости от вида породы и глубины скважины применяются три разных типа бурения.

Колонковое бурение

Этот вид буровых работ производится на песчаных и мягких глинистых грунтах. Бурение скважины на песок производится при помощи долота или коронки, которая крепится на трубу. Этот вид применяют и на более твердых породах, но в таком случае необходимо подавать промывочную жидкость. Иногда для очистки скважины применяется продувка воздухом, который подается при помощи компрессора.

Шнековое бурение

Этот вид применяется для сооружения скважин для целей водоснабжения в частных хозяйствах. Бурение скважины на воду производится с помощью шнека. Шнек представляет собой стержень с лопастями. Шнек так ввинчивается в породу, что вместе с погружением происходит извлечение грунта. Такой вид рекомендован в среднеплотных грунтах на глубину не более 30 метров. На более глубоких уровнях порода перестает извлекаться, поэтому этот метод применять для более глубоких слоев нецелесообразно.

Роторное бурение

Роторное бурение применяется для сооружения скважин до 130 метров в глубину. Этим способом можно произвести бурение артезианской скважины для воды высокого качества. Роторная установка справляется с грунтами любой плотности. Использование ротора подразумевает обязательную подачу промывочной жидкости. Именно поэтому роторное бурение невозможно применять при низких температурах.

Современные технологии позволяют решить любую задачу, связанную с бурением. Нужно только определиться с видом работ.

Способы промышленного бурения

Шнековый метод применяется при ведении работ на участках с песчано-гравийным грунтом. Водоносные породы могут располагаться на глубине нескольких десятков метров. При таком способе почва выталкивается наружу лопастями вращающегося устройства. Данный метод выработки считается достаточно скоростным. Но он чаще используется при сооружении конструкций небольших размеров.

При ударно-канатном способе для выработки грунтовых пород используется мощное заострённое долото. Оно производит поступательно-возвратные движения, осуществляя разрушение грунта. Для более эффективной выработки применяется специальная утяжеляющая штанга. Она присоединяется к буровой конструкции.

Самым производительным методом выработки грунта при сооружении водозаборных устройств считается роторный способ. Его эффективность в несколько раз выше канатно-ударного метода. Это достигается за счёт определённых конструктивных особенностей установки:

• при работах применяется шарошечное долото в составе бурильной колонны;
• его вращение осуществляется с помощью ротора;
• для увеличения производительности используется утяжелённая бурильная труба;
• стенки скважины обрабатываются специальным промывочным раствором;
• для окончательного обустройства скважины применяют обсадные трубы, фильтрационные устройства и насосные агрегаты.

Раскачка воды

Для получения нужного количества воды нужно либо вскрывать водоносный пласт, либо раскачивать ее. При вскрытии пласта питьевая вода идет в течение первых суток, но такой процесс требует малогабаритного бурового оборудования.

Вскрытие может быть прямым и обратным. В прямой методике воду закачивают в обсадную трубу и выкачивают из затрубного пространства буровой раствор. При обратном вода идет самотеком, а раствор выкачивают из ствола.

Раскачка занимает два-три дня погружным центробежным насосом, так как вибрационный быстро забивается илом.

Воду откачивают каждый раз при покрытии насоса. Перед включением насос поднимают и опускают на тросе для поднятия ила. Раскачивая, подсыпайте гравийную засыпку, так как она будет оседать.

Когда прозрачность воды поднимется до полуметра, раскачка считается оконченной. Опустите в воду эмалированную тарелку или крышку белого цвета – края ее должны быть видны при строго вертикальном наблюдении.

На этом создание скважины окончено. Далее она оснащается фильтром, автоматическим насосом и прочими устройствами для подачи и очистки воды.

Видео по теме: Добурились до воды

https://youtube.com/watch?v=4vxUTZDVNBQ

Подборка вопросов

• Михаил, Липецк — Какие диски для резки металла использовать?
• Иван, Москва — Какой ГОСТ металлопроката листовой стали?
• Максим, Тверь — Какие стеллажи для хранения металлопроката лучше?
• Владимир, Новосибирск — Что значит ультразвуковая обработка металлов без применения абразивных веществ?
• Валерий, Москва — Как выковать нож из подшипника своими руками?
• Станислав, Воронеж — Какое оборудование используют для производства воздуховодов из оцинкованной стали?

Важные моменты в обустройстве скважины

Процесс бурения достаточно монотонный, но требует постоянного наблюдения. Когда пилот-забурник достиг водоносного горизонта – можно считать, что первый большой этап работ выполнен! Теперь нужно обустроить скважину.

В первую очередь, надо определиться с материалами для обсадной колонны. Это могут быть пластиковая, стальная (без покрытия) или оцинкованная труба. Надо понимать их отличия, а также понимать на что влияет диаметр колонны.

Пластик против металла

Благодаря настойчивой рекламе производителей полимерных изделий, в представлении у потребителя сложился стереотип о «вечном» пластике.

ПНД и НПВХ, используемые для изготовления обсадных труб, действительно не разлагаются, не впитывают и не выделяют вредных веществ. Но и металл под землей ведет себя точно так же. В условиях недостатка кислорода сталь покрывается плотным слоем патины (закиси железа), которая защищает металл от дальнейшего окисления. С бактериостатическими свойствами (способностью останавливать рост бактерий) там тоже все в порядке.

Бесспорное преимущество пластика заключается в его дешевизне, но есть и серьезный недостаток. Ни ПНД, ни НПВХ не выдерживают сдавливания «нестабильными» и крупнообломочными породами. В результате обсадная колонна дает трещину, а из крана течет смесь артезианской и грунтовой воды.

Другое дело — двухтрубные обсадные колонны: снаружи металлическая труба, а внутри — пластиковая. Они стоят несколько дороже, но по надежности превосходят любые однотрубные системы.

Оцинковка или сталь?

Некоторые подрядчики предлагают для обустройства обсадной колонны оцинкованную трубу. Преимущество то же – низкая стоимость. Но дело в том, что оцинкованные трубы изначально предназначались для монтажа систем полива, то есть для транспортировки технической воды. А мы же хотим питьевую!

Через некоторое время, гальваническое цинковое покрытие под землей, вместо защиты, становится источником преждевременного разрушения стенок трубы. Разные потенциалы железа и цинка, плюс блуждающие статические токи — и вместо герметичной колонны мы имеем «дырявое сито».

Кроме того, в процессе электрохимических реакций выделяются так называемые гальванические газы, которые скапливаются над поверхностью (зеркалом воды) и частично растворяются в ней. В скважине создаются условия для размножения бактерий. Качество воды ожидаемо ухудшается.

§ Бурение малогабаритной установкой

Челябинские заводы делают малогабаритные буровые установки уже 10 лет. Популярность мини буровых связана с возможностью построить скважину для воды с небольшими затратами.

Буровые установки применяют для:

1. Геологических исследований и разведки.
2. Для поиска воды на участке. Бурится минимальный диаметр, что не портит посадки на даче.
3. Бурение и обустройство скважин. Мини буровая установка облегчает работу по укреплению скважин. Ровно установленные трубы без перекосов и трещин — гарантия воды и долгого срока службы.
4. Небольшие габариты позволяют изготовить источник на участках с постойками без разрушения ландшафта.

Однако мини буровые делают ствол только до 150 метров. Их применяют, когда бурят скважину на песок или абиссинский колодец. Для получения артезианского источника водоснабжения мгбу не годится.

§ Виды МГБУ

Малогабаритные буровые делают с разными технические и функциональные характеристики. При выборе модели смотрите на состав грунта, где собираетесь работать.

Переносная разборная.

Средняя глубина бурения 60 метров. Переносная буровая установка сверлит только мягкие породы (песчаные и глинистые грунты).

Плюсы:

Работает на участке с ограниченным доступом, бурит в помещениях.
Базовая оснастка позволяет доставить технику без спецтранспорта

Что важно для участков без подъездных путей.
Перевезти мини буровую установку можно на автотранспорте, а переместить к месту ведения работы можно вручную.. Минусы:

Минусы:

1. Мини буровой агрегат с наименьшей мощностью. Поэтому работы будут продвигаться медленнее.
2. Разборные МГБУ работают от электродвигателя. Это требует источника электричества на участке, либо покупки переносного электрогенератора.
3. Переносная разборная техника делает только вертикальные водные скважины на ровном основании.

Прицепная установка.

Машина средней цены, монтируется на автомобильный прицеп. Прицепная МГБУ имеет среднюю глубину бурения 100 метров. Малогабаритная прицепная установка бурит в грунтах средней прочности (мрамор, песчаник, известняк).

Достоинства: сборка и разборка выполняется быстро, — для монтажа достаточно двух рабочих. Недостатки: Работа МГБУ на прицепе не возможна в труднодоступных местах.

Навесная МГБУ.

По характеристикам навесная МГБУ похожа с прицепной. Принципиальное отличие буровой в способе монтажа оборудования на автомобиль.

Плюсы: применение самого мощного для малогабариток оборудования. Минусы: Монтаж оборудования на автомобиль потребует переоформления ТС в категорию буровой спецтехники.

На гусеничном ходу.

Дорогая и мощная мини техника для скважин глубиной до 150 м. Самоходная МГБУ на гусеничном ходу работает в прочных грунтах. Бурит твердые гранитные породы, крепкий песчаник, железные руды.

Достоинства: машины на гусеничном бурят под углом. Это позволяет делать скважины под воду даже на участках, расположенных на склонах. При покупке гусеничной МГБУ смотрите тип привода. Работают мини буровые на дизельном топливе и электричестве. Оснащаться гидравликой и пневматикой, что увеличивает скорость работы при сложных породах. Недостатки: для доставки гусеничной машины к месту требуется отдельная машина.

Бурение скважин на воду малогабаритными буровыми установками происходит вращательным, роторным и ударным способами. Поэтому работать можно на любых почвах.

1. Шнековые. Для скважин в мягких почвах подойдёт шнековый аппарат.
2. Ударно-канатные. Для суглинков и горных пород нужна ударно-канатная мини буровая. Работать мгбу будет с твердосплавной коронкой. Для быстрого бурения нужна малогабаритка с пневматикой.
3. Роторные. Используя промывку можно работать на любых грунтах. Однако такие машины требуют значительных трат.

Мини агрегаты можно комплектовать дополнительным оборудованием.

Глубина бурения скважин на воду

Глубина проектируемой скважины зависит от геологического строения и гидрогеологических условий участка.

Чаще всего, водоносные слои размещаются в зоне активного водообмена. В геологическом разрезе можно наблюдать две толщи обводненных пород:

1. Верхняя толща.

Образована связанными и рыхлыми породами. Как правило, содержит 5-6 водоносных горизонтов, залегающих в речных, озерно-ледниковых и водно-ледниковых песчаных слоях четвертичных отложений, или в прибрежно-морских песках морей юрского и мелового периодов.

Между водоносными горизонтами находятся водоупорные слои.

Означенные водосодержащие слои залегают на глубине, не превышающей 30 м. По этой причине фильтровые скважины на воду в песчаных отложениях четвертичного периода отличаются доступной стоимостью и малыми сроками строительства.

Недостатки:

• вода на этой глубине часто содержит загрязнения из поверхностных вод;
• скважина служит не дольше 10 лет, поскольку ее стенки кольматируются грунтовыми частицами;
• небольшая производительность (не более 0,5 куб. м за час);
• высокий риск не обнаружить воду вследствие невозможности точного определения глубины и местоположения водоносного слоя на участке.

2. Нижняя толща.

Аналогично верхней содержит несколько водоносных горизонтов. Но здесь вода содержится не в песчаных породах, а в известняках (с содержанием доломитов).

Известняковые скважины называют «артезианскими». Их глубина может составлять до 150 м, зато они обладают такими достоинствами:

• срок службы до 50-ти лет;
• производительность от 3 до 10 куб. м в час;
• высокое качество воды;
• возможность ремонта скважины;